大学建筑物理学课后习题答案

第五章 建筑防热

习 题

5-1、试计算武汉地区(北纬30°)某厂房卷材屋顶的室外综合温度的平均值与最高值。

已知:Imax=998W/m2(出现在12点);I?326 W/m2;te,max=37℃(出现于15点);

te?32.2℃;?e?19 W/(m2.K); ?s?0.88

解:1)室外平均综合温度,取tlr=3.5℃

tsa?te??sI?e?tlr?32.2?0.88?32619?3.5?43.80 ℃ 2)Ats?(Imax?I)?S/?e?(998?326)?0.88/19?31.12

Ate?te.max?te?37?32.2?4.8

Ats31.12??6.48 所以取修正系数为0.95 Ate4.8Atsa?(Ate?Ats)??(4.8?31.12)?0.95?34.12

tsa.max?tsa?Atsa?43.8?34.12?77.92℃

5-2、试计算武汉地区某厂房在自然通风下屋顶的内表面温度状况。其屋顶结构为:(1)钢筋混凝土板:厚度

(2)泡沫混凝土隔热层:厚度 (3)水泥砂浆抹平层:厚度

(4)卷村屋面:厚度(水平面的太阳辐射和室外气温资料参照习题5-1;其他条件可自行假设)。

5-3、设北纬30°地区某住宅朝南窗口需设遮阳板,求遮挡七月中旬9时到15时所需遮阳板挑出长度及合理形式。

已知窗口高1.8米,宽2.4米,窗间墙宽1.6米,厚0.18米。 5-4、试从隔热的观点来分析:(1)多层实体结构;(2)有封闭空气间层结构;(3)带有通风间层的结构;它们的传热原理及隔热的处理原则。

答:1、多层实体结构它的传热主要是实体结构的导热,在进行隔热处理时可通过增加实体结构的热阻,以降低结构的导热系数,从而增加隔热能力;

2、有封闭空气间层结构它的传热主要是间层中的辐射传热,在进行隔热处理时可在间层壁面贴辐射系数小的反射材料,以减小辐射传热量,从而增加隔热能力;

3、带有通风间层的结构它的传热主要是对流传热,当室外空气流经间层时,带走部分从面层传下的热量,从而减少透过基层传入室内的热量。因此,可通过增加间层的通风量,来达到隔热的目的。

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5-5、为提高封闭间层的隔热能力应采取什么措施?外围护结构中设置封闭空气间层其热阻值在冬季和夏季是否一样?试从外墙及屋顶的不同位置加以分析。

答:为提高封闭间层的隔热能力,可以在间层内铺设反射系数大、辐射系数小的材料(如铝箔),以减少辐射传热量。

由于季节不同,太阳的高度角和方位角的不同,所以在冬季屋顶的太阳辐射热较小,而外墙接受的太阳辐射于夏季相比较变化不大。所以对于屋顶冬季的热阻值比夏季小,而外墙则变化不大。

5-6、试从降温与防止地面泛潮的角度来分析南方地区几种室内地面(木地板、水泥地、磨石子地或其他地面)中,在春季和夏季哪一种地面较好?该地面外于底层或楼层时有无区别?

答:采用热惰性小、表面呼吸性较好的地面材料,较为适宜。所以采用木地板为宜。底层的地面对防潮要求更为严格。

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第六章 建筑日照

习 题

6-1、用计算法计算出北纬40°地区四月下旬下午3点的太阳高度角和方位角,日出、日没时刻和方位角。

解:1)υ=400

?115?80? ??23.45?sin?()?360??13.130

?370? Ω=15(15-12)=450 sinhs?sin??sin??cos??cos??cos?

?sin13.13?sin40?cos40?cos13.13?cos45?0.14?60.527?05.6735

hs?42.330 2)cosAs?sinhs?cos??sin?sin42.33?cos40?sin13.13??0.4

coshs?cos?cos42.33?cos13.13 As?66.36

3)hs=0 cosAs?sin13.13?0.2966

cos40 As??72.750??72045' cos???tg??tg???tg40?tg13.13??0.196 ???101.30??101018'

即±6时45分

日出时刻-6时45分+12=6时15分 日落时刻+6时45分+12=18时45分

6-2、试求学校所在地区或任选一地区的当地平均太阳时12点,相当于北京标准时间多少?两地时差多少?

解:乌鲁木齐的经度是87037'

T0?Tm?4(L0?Lm)?12?4(1200?87037')?12时+129.5分

=14时9分 所以,两地时差为2时9分

6-3、试绘制学校所在地或任选一纬度地区(如北纬30°、35°、45°等)春秋分

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的棒影日照图。

6-4、有正南此朝向的一群房屋,要求冬至日中午能充分利用阳光,试求天津(北纬39°06′)和上海(北纬31°12′)两地,其房屋最小间距各为多少?

(提示:先求出两地冬至中午有太阳高度角,再按棒与影的关系式求得间距)。 6-5、北纬40°地区有一双坡顶房屋,朝向正南、北,东西长8米,南北宽6米,地面至屋檐高4米,檐口屋屋脊高2米,试用日照棒影图求该房屋于春(秋)分上午10点投于地面上的日照阴影。

6-6、将[例5-2]用计算法求遮阳板挑出长度和合理形式,改用棒影图方法解之,并与第五章用计算法所得的结果加以比较。若朝向改为南偏东10°,则遮阳板如何设计。

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